基于有限元法的波-流与多柱结构物二阶非线性相互作用数值模拟

摘要

基于时域二阶理论对波-流与多圆柱结构物的相互作用进行了数值模拟,一、二阶问题分别满足各自的自由表面及物面条件,采用人工阻尼区域来保证波外传波条件.每一时步流场内的一、二阶速度势通过求解有限元方程得到,采用四阶Adams-Bash forth格式配合时步处理来计算自由表面上的波高和速度势.模拟了波-流与4圆柱、10圆柱等的二阶非线性相互作用,分析了均匀水流对一、二阶波高及作用在圆柱上的一、二阶力的影响,讨论其对水波干扰以及近俘获波现象的影响,数值结果表明水流对一、二阶波和水动力均有重要的影响.部分结果和相关文献进行了对比.